СУДНО Российский патент 2020 года по МПК B63B25/16 B63H21/38 F17C9/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к судну и, конкретнее, к судну, включающему в себя систему для повторного сжижения отпарного газа, оставшегося после использования в качестве топлива двигателем среди отпарных газов, образующихся в резервуаре для хранения.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В последнее время потребление сжиженного газа, такого как сжиженный природный газ (LNG), быстро растет во всем мире. Поскольку объем сжиженного газа, получаемого путем сжижения газа при низкой температуре, намного меньше объема газа, сжиженный газ имеет преимущество в возможности повышения эффективности хранения и транспортировки. В дополнение, сжиженный газ, включая сжиженный природный газ, может устранять или уменьшать количество загрязнителей воздуха во время процесса сжижения, и в связи с этим может также считаться экологически чистым топливом с меньшим выбросом загрязнителей воздуха во время сгорания.

[0003] Сжиженный природный газ представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, получаемую путем охлаждения и сжижения природного газа на основе метана до температуры, составляющей приблизительно -162 °C, и имеет объем, составляющий приблизительно 1/600 от объема природного газа. В связи с этим для очень эффективной транспортировки природного газа природный газ должен быть сжижен и транспортирован.

[0004] Однако, поскольку температура сжижения природного газа представляет собой криогенную температуру, составляющую -162°C при нормальном давлении, сжиженный природный газ чувствителен к изменению температуры и легко испаряется. В результате резервуар для хранения, хранящий сжиженный природный газ, подвергается процессу теплоизоляции. Однако, поскольку внешнее тепло непрерывно направляется к резервуару для хранения, образуется отпарной газ (BOG), поскольку сжиженный природный газ непрерывно испаряется естественным путем в резервуаре для хранения во время транспортировки сжиженного природного газа. То же самое относится и к другим низкотемпературным сжиженным газам, таким как этан.

[0005] Отпарной газ представляет собой своего рода потерю и является серьезной проблемой в достижении эффективности транспортировки. В дополнение, если отпарной газ накапливается в резервуаре для хранения, внутреннее давление резервуара может чрезмерно возрастать, и, если внутреннее давление резервуара становится выше, резервуар, вероятно, повредится. Соответственно, изучены различные способы обработки отпарного газа, образующегося в резервуаре для хранения. В последнее время для обработки отпарного газа используются способ повторного сжижения отпарного газа и возврата повторно сжиженного отпарного газа в резервуар для хранения, способ использования отпарного газа в качестве источника энергии для мест потребления топлива, таких как двигатель судна или т.п.

[0006] В качестве способа повторного сжижения отпарного газа существуют способ повторного сжижения отпарного газа путем теплообмена отпарного газа с хладагентом с помощью цикла охлаждения с использованием отдельного хладагента, способ повторного сжижения отпарного газа с помощью самого отпарного газа в качестве хладагента без использования отдельного хладагента или т.п. В частности, система, использующая последний способ, называется системой частичного повторного сжижения (PRS).

[0007] В общем, с другой стороны, в качестве двигателей, которые могут использовать природный газ в качестве топлива, среди двигателей, используемых для судна, существуют двигатели на газовом топливе, такие как двигатель DFDE и двигатель ME-GI.

[0008] Двигатель DFDE использует цикл Отто, который состоит из четырех ходов, при котором природный газ с относительно низким давлением, составляющим приблизительно 6,5 бар, впрыскивается во впуск воздуха для горения, и природный газ сжимается при подъеме поршня.

[0009] Двигатель ME-GI использует цикл Дизеля, который состоит из двух ходов, и в цикле Дизеля природный газ под высоким давлением, составляющим около 300 бар, непосредственно впрыскивается в камеру сгорания вокруг верхней мертвой точки поршня. В последнее время растет интерес к двигателю ME-GI, который имеет лучшую топливную эффективность и эффективность дожима.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[0010] Задачей настоящего изобретения является обеспечение судна, включающего в себя систему, способную обеспечивать лучшую производительность повторного сжижения отпарного газа, чем существующая система частичного повторного сжижения.

Техническое решение

[0011] В соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечено судно, включающее в себя резервуар для хранения, хранящий сжиженный газ, причем судно включает в себя: теплообменник, охлаждающий сжатый отпарной газ (далее называемый «первой текучей средой») путем теплообмена с использованием отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения в качестве хладагента; основной блок сжатия, сжимающий часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; дополнительный блок сжатия, расположенный параллельно основному блоку сжатия и сжимающий другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; и декомпрессор, расширяющий первую текучую среду, охлаждаемую путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара для хранения, в теплообменнике, причем первая текучая среда представляет собой поток, в котором соединяются отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком сжатия; или представляет собой отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия.

[0012] Судно может дополнительно включать в себя газожидкостный сепаратор, отделяющий сжиженный газ, производимый путем частичного повторного сжижения отпарного газа посредством теплообменника и декомпрессора от отпарного газа, остающегося в газовой фазе, причем сжиженный газ, отделяемый газожидкостным сепаратором, направляется в резервуар для хранения, а отпарной газ, отделяемый газожидкостным сепаратором, направляется в теплообменник.

[0013] Каждый из основного блока сжатия и дополнительного блока сжатия может включать в себя множество компрессоров, отпарной газ, проходящий через все компрессоры в основном блоке сжатия, и отпарной газ, проходящий через все компрессоры в дополнительном блоке сжатия, могут быть направлены в двигатель высокого давления, и отпарной газ, проходящий через некоторые из компрессоров основного блока сжатия, и отпарной газ, проходящий через некоторые из компрессоров дополнительного блока сжатия, могут быть направлены в двигатель низкого давления.

[0014] Часть отпарного газа, сжимаемая основным блоком сжатия, и часть отпарного газа, сжимаемая дополнительным блоком сжатия, могут быть направлены в блок сжигания газа для сжигания.

[0015] Судно может дополнительно включать в себя нефтяной сепаратор, расположенный после каждого из основного блока сжатия и дополнительного блока сжатия и отделяющий нефть от отпарного газа, сжимаемого основным блоком сжатия или дополнительным блоком сжатия.

[0016] Судно может дополнительно включать в себя нефтяной фильтр, расположенный перед теплообменником и отфильтровывающий нефть от отпарного газа до заданной или меньшей концентрации в нем.

[0017] В соответствии с другим примерным вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечен способ, в котором на начальном этапе работы системы отпарной газ, выпускаемый из резервуар для хранения, раздваивают на два потока с последующим направлением одного из двух потоков в основной блок сжатия при направлении другого потока в дополнительный блок сжатия; когда отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком сжатия, соединяются друг с другом и начинают поступать в теплообменник после начального этапа работы системы, отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения, направляют в теплообменник; отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения и проходящий через теплообменник, раздваивают на два потока с последующим направлением одного из двух потоков в основной блок сжатия при направлении другого потока в дополнительный блок сжатия; отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком сжатия, соединяют друг с другом с последующим направлением части соединенного отпарного газа в двигатель при направлении другой части соединенного отпарного газа в теплообменник; текучую среду, охлаждаемую в теплообменнике путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара для хранения, повторно сжижают путем расширения с помощью декомпрессора; и повторно сжиженную текучую среду разделяют на газовую фазу и жидкую фазу с помощью газожидкостного сепаратора так, что сжиженный газ возвращают в резервуар для хранения и отпарной газ, остающийся в газовой фазе, соединяют с отпарным газом, выпускаемым из резервуара для хранения, для направления в теплообменник.

[0018] При постановке судна на якорь или во время транспортировки сжиженного газа, подаваемого в судно на месте производства, может использоваться дополнительный блок сжатия, и во время навигации судна или после выгрузки сжиженного газа в месте требования, дополнительный блок сжатия может не использоваться в обычное время, а может использоваться при выходе основного блока сжатия из строя.

[0019] Основной блок сжатия и дополнительный блок сжатия могут использоваться при необходимости быстрой обработки отпарного газа сразу после навигации судна или непосредственно перед входом в порт.

[0020] Текучая среда, проходящая через теплообменник и декомпрессор, может быть направлена непосредственно в резервуар для хранения после обхода газожидкостного сепаратора, когда газожидкостный сепаратор выходит из строя.

[0021] Согласно дополнительному примерному варианту выполнения настоящего изобретения обеспечен способ, включающий в себя этапы, на которых: 1) сжимают с помощью основного блока сжатия некоторую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения, 2) сжимают с помощью дополнительного блока сжатия другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения, 3) соединяют отпарной газ, сжимаемый на этапе 1), с отпарным газом, сжимаемым на этапе 2), 4) охлаждают отпарной газ, соединенный на этапе 3), путем теплообмена в теплообменнике с использованием отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения в качестве хладагента, и 5) выполняют декомпрессию текучей среды, охлажденной на этапе 4).

Полезные эффекты

[0022] По сравнению с существующей системой частичного повторного сжижения (PRS) система частичного повторного сжижения согласно настоящему изобретению может обеспечить пространство на судне и сэкономить затраты на дополнительную установку компрессора путем повышения эффективности повторного сжижения и количества повторно сжиженного отпарного газа с использованием дополнительного блока сжатия, уже обеспеченного на судне.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023] Фиг. 1 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую существующую систему частичного повторного сжижения.

[0024] Фиг. 2 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судов в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Далее со ссылкой на сопровождающие чертежи будут описаны конфигурации и эффекты примерных вариантов выполнения настоящего изобретения. Настоящее изобретение может по-разному применяться к судам, таким как судно, оборудованное двигателем, использующим природный газ в качестве топлива, и судно, включающее в себя резервуар для хранения сжиженного газа. В дополнение, следующие далее варианты выполнения могут быть изменены в различных формах, и в связи с этим технический объем настоящего изобретения не ограничен следующими далее вариантами выполнения.

[0026] Системы обработки отпарного газа настоящего изобретения, описываемые ниже, могут быть применены к морским сооружениям, таким как LNG FPSO и LNG FSRU, в дополнение ко всем типам судов и морских сооружений, оборудованных резервуаром для хранения, способным хранить низкотемпературный жидкий груз или сжиженный газ, т.е. судов, таких как судно для перевозки сжиженного природного газа, судно для перевозки сжиженного этана и LNG RV. Однако для удобства объяснения следующие далее варианты выполнения будут описывать, в качестве примера, сжиженный природный газ, который представляет собой типичный низкотемпературный жидкий груз.

[0027] Дополнительно, текучая среда на каждой линии настоящего изобретения может находиться в любом состоянии из жидкой фазы, газожидкостного смешанного состояния, газовой фазы и состояния сверхкритической текучей среды в зависимости от рабочих условий системы.

[0028] Фиг. 1 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую существующую систему частичного повторного сжижения.

[0029] Со ссылкой на Фиг. 1 в обычной системе частичного повторного сжижения отпарной газ, образующийся и выпускаемый из резервуара для хранения, хранящего жидкий груз, направляется вдоль трубы и сжимается компрессором 10 отпарного газа.

[0030] Резервуар T для хранения обеспечен уплотнительным и теплоизоляционным барьером, чтобы иметь возможность хранить сжиженный газ, такой как сжиженный природный газ, при криогенной температуре. Однако уплотнительный и теплоизоляционный барьер не может полностью изолировать тепло, передаваемое снаружи. В связи с этим сжиженный газ непрерывно испаряется в резервуаре для хранения, поэтому внутреннее давление резервуара для хранения может быть увеличено. Соответственно, для предотвращения чрезмерного увеличения давления резервуара из-за отпарного газа и поддержания внутреннего давления резервуара на соответствующем уровне отпарной газ в резервуаре для хранения выпускается, а затем подается в компрессор 10 отпарного газа.

[0031] Когда отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения и сжимаемый компрессором 10 отпарного газа, называется первым потоком, первый поток сжатого отпарного газа делится на второй поток и третий поток, и второй поток может быть образован для сжижения, а затем возвращения в резервуар T для хранения, а третий поток может быть образован для подачи к местам потребления газового топлива, таким как ускорительный двигатель и двигатель выработки электроэнергии на судне. В этом случае компрессор 10 отпарного газа может сжимать отпарной газ до давления подачи места потребления топлива, а второй поток может быть ответвлен через весь или часть компрессора отпарного газа, если необходимо. Весь отпарной газ, сжимаемый как третий поток, также может быть подан в соответствии с количеством топлива, требуемым для места потребления топлива, и весь сжатый отпарной газ может возвращаться в резервуар для хранения путем подачи всего количества отпарного газа как второго потока. Пример мест потребления газового топлива может включать в себя генератор DF, газовую турбину, DFDE и т.п. в дополнение к двигателю с впрыском газа высокого давления (например, двигатели ME-GI, разрабатываемые MDT Co., и т.д.) и двигателям с впрыском низкотемпературного газа (например, двухтопливный двигатель поколения X (двигатель X-DF) от Wartsila Co.).

[0032] В настоящее время теплообменник 20 обеспечен для сжижения второго потока сжатого отпарного газа. Отпарной газ, образующийся из резервуара для хранения, используется в качестве источника подачи тепла, выделяемого при охлаждении, сжатого отпарного газа. Сжатый отпарной газ, то есть второй поток, температура которого повышается при сжатии компрессором отпарного газа при прохождении через теплообменник 20, охлаждается, а отпарной газ, образующийся из резервуара для хранения и вводимый в теплообменник 20, нагревается, а затем подается в компрессор 10 отпарного газа.

[0033] Поскольку расход потока предварительно сжимаемого отпарного газа больше, чем у второго потока, второй поток сжатого отпарного газа может быть по меньшей мере частично сжижен путем приема тепла, выделяемого при охлаждении, от отпарного газа перед сжатием. Как описано выше, теплообменник осуществляет теплообмен низкотемпературного отпарного газа сразу после выпуска из резервуара для хранения с отпарным газом высокого давления, сжимаемым компрессором отпарного газа, для сжижения отпарного газа высокого давления.

[0034] Отпарной газ второго потока, проходящего через теплообменник 20, дополнительно охлаждается при декомпрессии путем прохождения через расширительное средство 30, такое как расширительный клапан или детандер, а затем подается в газожидкостный сепаратор 40. Газожидкостный сепаратор 40 разделяет сжиженный отпарной газ на газовые и жидкие компоненты. Жидкий компонент, то есть сжиженный природный газ, возвращается в резервуар для хранения, а газовый компонент, то есть отпарной газ, выпускается из резервуара для хранения для соединения с потоком отпарного газа, подаваемого в теплообменник 20 и компрессор 10 отпарного газа, а затем подается обратно в теплообменник 20 для использования в качестве источника подачи тепла, выделяемого при охлаждении, который осуществляет теплообмен отпарного газа высокого давления, сжимаемого компрессором 10 отпарного газа. Разумеется, отпарной газ может быть направлен в блок сжигания газа (GCU) или т.п. для сжигания или может быть направлен к месту потребления газа (включая газовый двигатель) для потребления. Дополнительно может быть обеспечено другое расширительное средство 50 для дополнительной декомпрессии газа, отделяемого газожидкостным сепаратором, до соединения с потоком отпарного газа.

[0035] Фиг. 2 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судов в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0036] Со ссылкой на Фиг. 2 судно в соответствии с примерными вариантами выполнения включает в себя основной блок 210 сжатия, дополнительный блок 220 сжатия, теплообменник 500, декомпрессор 600 и газожидкостный сепаратор 700.

[0037] Резервуар 100 для хранения в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения хранит сжиженный газ, такой как сжиженный природный газ и сжиженный этан, и выполнен с возможностью выпуска отпарного газа наружу, когда внутреннее давление достигает или превышает определенное давление.

[0038] Основной блок 210 сжатия в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения сжимает часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара 100 для хранения. Основной блок 210 сжатия может иметь конструкцию, в которой множество компрессоров расположено последовательно. Например, основной блок сжатия может включать в себя пять компрессоров для сжатия отпарного газа за пять этапов.

[0039] В соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения дополнительный блок 220 сжатия сжимает остающийся отпарной газ, выпускаемый из резервуара 100 для хранения. Дополнительный блок 220 сжатия обеспечен в качестве компрессора для обеспечения избыточности, который может использоваться вместо основного блока 210 сжатия, когда основной блок 210 сжатия не может использоваться, и расположен параллельно основному блоку 210 сжатия. Поскольку дополнительный блок 220 сжатия обеспечен с возможностью замены основного блока 210 сжатия, желательно, чтобы дополнительный блок 220 сжатия сжимал отпарной газ до того же давления, что и основной блок 210 сжатия.

[0040] Дополнительный блок 220 сжатия может иметь конструкцию, в которой то же количество компрессоров, что и в основном блоке 210 сжатия, расположено последовательно, или конструкцию, в которой большее количество компрессоров, имеющих меньшую емкость, чем у компрессоров в основном блоке 210 сжатия, расположено последовательно, как показано на Фиг. 2.

[0041] В соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения каждый из основного блока 210 сжатия и дополнительного блока 220 сжатия может сжимать отпарной газ до давления, составляющего около 300 бар, которое требуется для двигателей ME-GI. Далее двигатель, такой как двигатель ME-GI, который использует газ относительно высокого давления в качестве топлива, будет называться «двигателем высокого давления».

[0042] В соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения теплообменник 500 охлаждает остающийся отпарной газ, который не направляется в двигатель высокого давления, такому как двигатель ME-GI, в потоке, в котором отпарной газ, сжимаемый основным блоком 210 сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком 220 сжатия, соединяются путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара 100 для хранения.

[0043] В соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения декомпрессор 600 расширяет отпарной газ, охлаждаемый теплообменником 500, путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара 100 для хранения. Декомпрессор 600 может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или расширительное устройство.

[0044] В соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения газожидкостный сепаратор 700 отделяет отпарной газ от сжиженного природного газа, получаемого путем повторного сжижения отпарного газа путем сжатия посредством основного блока 210 сжатия или дополнительного блока 220 сжатия, охлаждения посредством теплообменника 500 и расширения посредством декомпрессора 600.

[0045] Судно в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения может дополнительно включать в себя нефтяной сепаратор 300, расположенный после каждого из основного блока 210 сжатия и дополнительного блока 220 сжатия, для отделения нефти от отпарного газа, сжимаемого основным блоком 210 сжатия или дополнительным блоком 220 сжатия.

[0046] В дополнение, судно в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения может дополнительно включать в себя нефтяной фильтр 400, расположенный на линии L40, в котором отпарной газ, сжимаемый основным блоком 210 сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком 220 сжатия, соединяются и направляются в теплообменник 500, и который фильтрует остающуюся нефть, которая не отделяется нефтяным сепаратором 300, до заданной или меньшей концентрации в отпарном газе.

[0047]

[0048] Далее будет описан способ повторного сжижения отпарного газа, выпускаемого из резервуара 100 для хранения, системой в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения.

[0049] На начальном этапе работы системы отпарной газ, выпускаемый из резервуара 100 для хранения, подают непосредственно в систему вдоль линии L10 без прохождения через теплообменник 500. Отпарной газ, подаваемый вдоль линии L10, раздваивают на два потока так, что один из двух потоков подают в основной блок 210 сжатия вдоль линии L12, а другой поток подают в дополнительный блок 220 сжатия вдоль линии L13.

[0050] На начальном этапе работы отпарной газ, выпускаемый из резервуара 100 для хранения, подают в основной блок 210 сжатия или дополнительный блок 220 сжатия вдоль линии L10 без прохождения через теплообменник 500. Затем, когда система работает в течение определенного периода времени, чтобы обеспечить подачу части отпарного газа, сжимаемого основным блоком 210 сжатия или дополнительным блоком 220 сжатия, в теплообменник 500, отпарной газ, выпускаемый из резервуара 100 для хранения, направляют в теплообменник 500 вдоль линии L11, а затем раздваивают на два потока в линии L10 так, что часть отпарного газа подают в основной блок 210 сжатия, а другую часть отпарного газа подают в дополнительный блок 220 сжатия.

[0051] Количество отпарного газа, подаваемого в основной блок 210 сжатия вдоль линии L12 может быть таким же, как количество отпарного газа, подаваемого в дополнительный блок 220 сжатия вдоль линии L13.

[0052] Поскольку в обычной системе частичного повторного сжижения (PRS) отпарной газ сжимается только основным блоком 210 сжатия в обычное время и сжимается только дополнительным блоком 220 сжатия, когда основной блок 210 сжатия выходит из строя, система в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения может сжимать примерно в два раза больше отпарного газа по сравнению с обычной системой частичного повторного сжижения. В обычной системе частичного повторного сжижения отпарной газ, превышающий емкость компрессора, направляется в и сжигается блоком сжигания газа (GCU) или т.п. Однако, поскольку система в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения может сжимать больше отпарного газа, даже когда количество отпарного газа увеличивается, возможно достигать повторного сжижения большего количества отпарного газа за счет значительного уменьшения количества сжигаемого отпарного газа.

[0053] Поскольку количество отпарного газа в резервуаре 100 для хранения пропорционально количеству сжиженного природного газа, хранящегося в резервуаре 100 для хранения, отпарной газ образуется в больших количествах при транспортировке с места производства на место требования, в то время как отпарной газ образуется в небольших количествах при транспортировке с места требования на место производства после выгрузки сжиженного природного газа на месте требования. Таким образом, система в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения может использоваться так, что как основной блок 210 сжатия, так и дополнительный блок 220 сжатия используются, когда отпарной газ образуется в больших количествах, и любой из основного блока 210 сжатия и дополнительного блока 220 сжатия работает, когда отпарной газ образуется в небольших количествах.

[0054] Во время навигации судна на высокой скорости количество повторно сжижаемого отпарного газа уменьшается из-за увеличения количества отпарного газа, потребляемого двигателями судна, и при постановке судна на якорь двигатели не потребляют отпарной газ, тем самым увеличивая количество повторно сжижаемого отпарного газа. Таким образом, система в соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения может использоваться так, что как основной блок 210 сжатия, так и дополнительный блок 220 сжатия используются, когда имеется большое количество повторно сжижаемого отпарного газа, и любой из основного блока 210 сжатия и дополнительного блока 220 сжатия работает, когда имеется небольшое количество повторно сжижаемого отпарного газа.

[0055] Дополнительно, сразу после начала навигации, когда большое количество отпарного газа, накапливаемого при постановке судна на якорь, быстро перерабатывается вместе с отпарным газом, накапливаемым сразу после начала навигации, чтобы обеспечивать внутреннюю стабильность резервуара 100 для хранения при улучшении условий резервуара 100 для хранения, как основной блок 210 сжатия, так и дополнительный блок 220 сжатия могут использоваться одновременно.

[0056] В дополнение, непосредственно перед входом в порт, когда отпарной газ быстро перерабатывается, чтобы изменять условия резервуара 100 для хранения в соответствии с условиями для входа в порт, как основной блок 210 сжатия, так и дополнительный блок 220 сжатия могут использоваться одновременно.

[0057] Два потока отпарного газа, выпускаемого из резервуара 100 для хранения, раздваиваемого, а затем сжимаемого основным блоком 210 сжатия или дополнительным блоком 220 сжатия вдоль линии L12 или L13, соединяются друг с другом. Затем часть отпарного газа подается в двигатель высокого давления, такой как двигатель ME-GI, а другая часть отпарного газа разветвляется для подачи в теплообменник 500 вдоль линии L40.

[0058] Отпарной газ, сжимаемый основным блоком 210 сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком 220 сжатия, соединяются друг с другом и подвергаются охлаждению посредством теплообменника 500 путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара 100 для хранения, и расширения посредством декомпрессора 600. Сжиженный природный газ, получаемый путем повторного сжижения отпарного газа путем сжатия посредством основного блока 210 сжатия или дополнительного блока 220 сжатия, охлаждения посредством теплообменника 500 и расширения посредством декомпрессора 600, отделяется от оставшегося отпарного газа газожидкостным сепаратором 700 и возвращается в резервуар 100 для хранения. Оставшийся отпарной газ, отделенный газожидкостным сепаратором 700, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара 100 для хранения и используется в качестве хладагента в теплообменнике 500. Когда оба основной блок 210 сжатия и дополнительный блок 220 сжатия используются одновременно, количество сжиженного природного газа, отделяемого газожидкостным сепаратором 700, становится выше, чем количество сжиженного природного газа, отделяемого таким образом, когда используется только основной блок 210 сжатия.

[0059] В соответствии с настоящим примерным вариантом выполнения система позволяет направлять общее количество отпарного газа, выпускаемого из резервуара 100 для хранения, в резервуар 100 для хранения путем повторного сжижения, вместо сжигания блоком сжигания газа или непосредственного направления в резервуар 100 для хранения, тем самым увеличивая транспортируемое количество сжиженного природного газа и позволяя поддерживать судно в заякоренном состоянии в течение длительного периода времени путем уменьшения или поддержания внутреннего давления резервуара 100 для хранения на заданном уровне.

[0060] Текучая среда, подвергаемая сжатию посредством основного блока 210 сжатия или дополнительного блока 220 сжатия, охлаждению посредством теплообменника 500 и расширению посредством декомпрессора 600, может быть непосредственно подана в резервуар 100 для хранения вдоль линии L60, вместо направления в газожидкостный сепаратор 700 через теплообменник 500 при отказе газожидкостного сепаратора 700.

[0061] С другой стороны, в конструкции, в которой каждый из основного блока 210 сжатия и дополнительного блока 220 сжатия включает в себя множество компрессоров, последовательно соединенных друг с другом, часть отпарного газа, проходящая через некоторые из множества компрессоров в основном блоке 210 сжатия, и часть отпарного газа, проходящая через некоторые из множества компрессоров в дополнительном блоке 220 сжатия, могут быть разветвлены и направлены в DFGE (вдоль линий L22 и L23). Далее двигатель, такой как двигатель DF, который использует газ с относительно низким давлением в качестве топлива, будет называться «двигателем низкого давления».

[0062] Более того, когда образуется избыточный отпарной газ, часть отпарного газа, направляемая от основного блока 210 сжатия в двигатель низкого давления, такой как DFGE, и часть отпарного газа, направляемая от дополнительного блока 220 сжатия в двигатель низкого давления, такой как DFGE, могут быть разветвлены и направлены в блок сжигания газа (GCU) для сжигания (вдоль линий L32 и L33).

[0063]

[0064] Специалисту в области техники будет понятно, что клапаны, показанные на Фиг. 2, могут надлежащим образом открываться или закрываться в соответствии с вышеупомянутым процессом. Настоящее изобретение не ограничивается вышеприведенными примерными вариантами выполнения, и, таким образом, специалисту в области техники, будет очевидно, что примерные варианты выполнения настоящего изобретения могут быть модифицированы или изменены различным образом без отклонения от технических объектов настоящего изобретения.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судну, включающему в себя систему для повторного сжижения отпарного газа. Раскрыто судно, включающее в себя резервуар для хранения сжиженного газа и содержащее: теплообменник для теплообмена сжатого отпарного газа (далее называемого «первой текучей средой») с использованием в качестве хладагента отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения, чтобы охлаждать его же; основной блок сжатия для сжатия части отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; дополнительный блок сжатия, обеспеченный параллельно основному блоку сжатия так, чтобы сжимать другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; и устройство декомпрессии для расширения первой текучей среды, охлаждаемой путем теплообмена с отпарным газом, который выпускается из резервуара для хранения, в теплообменнике, причем первая текучая среда представляет собой: поток, в котором соединяются отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком сжатия; или отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия. Изобретение обеспечивает повышение производительности повторного сжижения отпарного газа. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Судно, включающее в себя резервуар для хранения сжиженного газа, причем судно содержит:

теплообменник, охлаждающий сжатый отпарной газ (далее называемый «первой текучей средой») путем теплообмена с использованием отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения в качестве хладагента;

основной блок сжатия, сжимающий часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения;

дополнительный блок сжатия, расположенный параллельно основному блоку сжатия и сжимающий другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; и

декомпрессор, расширяющий первую текучую среду, охлаждаемую путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара для хранения, в теплообменнике,

причем каждый из основного блока сжатия и дополнительного блока сжатия сжимает отпарной газ до давления, которое требуется для двигателя высокого давления,

после чего отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия и дополнительным блоком сжатия, соединяется, раздваивается, и часть направляется в двигатель высокого давления, а другая часть в теплообменник для охлаждения.

2. Судно по п. 1, дополнительно содержащее:

газожидкостный сепаратор, отделяющий сжиженный газ, производимый путем частичного повторного сжижения отпарного газа посредством теплообменника и декомпрессора, от отпарного газа, остающегося в газовой фазе,

причем сжиженный газ, отделяемый газожидкостным сепаратором, направляется в резервуар для хранения, и

отпарной газ, отделяемый газожидкостным сепаратором, направляется в теплообменник.

3. Судно по п. 1 или 2,

в котором каждый из основного блока сжатия и дополнительного блока сжатия содержит множество компрессоров,

отпарной газ, проходящий через все компрессоры в основном блоке сжатия, и отпарной газ, проходящий через все компрессоры в дополнительном блоке сжатия, направляются в двигатель высокого давления, и

отпарной газ, проходящий через некоторые из компрессоров основного блока сжатия, и отпарной газ, проходящий через некоторые из компрессоров дополнительного блока сжатия, направляются в двигатель низкого давления.

4. Судно по п. 1 или 2,

в котором часть отпарного газа, сжимаемая основным блоком сжатия, и часть отпарного газа, сжимаемая дополнительным блоком сжатия, направляются в блок сжигания газа для сжигания.

5. Судно по п. 1 или 2, дополнительно содержащее:

нефтяной сепаратор, расположенный после каждого из основного блока сжатия и дополнительного блока сжатия и отделяющий нефть от отпарного газа, сжимаемого основным блоком сжатия или дополнительным блоком сжатия.

6. Судно по п. 1 или 2, дополнительно содержащее:

нефтяной фильтр, расположенный перед теплообменником и отфильтровывающий нефть от отпарного газа до заданной или меньшей концентрации в нем.

7. Способ обработки отпарного газа для судна, в котором на начальном этапе работы системы отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения, раздваивают на два потока с последующим направлением одного из двух потоков в основной блок сжатия при направлении другого потока в дополнительный блок сжатия;

когда отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком сжатия, соединяются друг с другом и начинают поступать в теплообменник после начального этапа работы системы, отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения, направляют в теплообменник;

отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения и проходящий через теплообменник, раздваивают на два потока с последующим направлением одного из двух потоков в основной блок сжатия при направлении другого потока в дополнительный блок сжатия;

отпарной газ, сжимаемый основным блоком сжатия, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным блоком сжатия, соединяют друг с другом с последующим направлением части соединенного отпарного газа в двигатель при направлении другой части соединенного отпарного газа в теплообменник,

текучую среду, охлаждаемую в теплообменнике путем теплообмена с отпарным газом, выпускаемым из резервуара для хранения, повторно сжижают путем расширения с помощью декомпрессора, и

повторно сжиженную текучую среду разделяют на газовую фазу и жидкую фазу с помощью газожидкостного сепаратора так, что сжиженный газ возвращают в резервуар для хранения и отпарной газ, остающийся в газовой фазе, соединяют с отпарным газом, выпускаемым из резервуара для хранения, для направления в теплообменник.

8. Способ по п. 7, в котором при постановке судна на якорь или во время транспортировки сжиженного газа, подаваемого в судно на месте производства, используют дополнительный блок сжатия, причем во время навигации судна или после выгрузки сжиженного газа в месте требования дополнительный блок сжатия не используют в обычное время, а используют, когда основной блок сжатия выходит из строя.

9. Способ по п. 7, в котором основной блок сжатия и дополнительный блок сжатия используют, когда имеется необходимость быстрой переработки отпарного газа сразу после навигации судна или непосредственно перед входом в порт.

10. Способ по п. 7, в котором текучую среду, проходящую через теплообменник и декомпрессор, непосредственно направляют в резервуар для хранения после обхода газожидкостного сепаратора, когда газожидкостный сепаратор выходит из строя.

11. Способ обработки отпарного газа для судна, содержащий этапы, на которых:

1) сжимают с помощью основного блока сжатия некоторую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения,

2) сжимают с помощью дополнительного блока сжатия другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения,

3) соединяют отпарной газ, сжимаемый на этапе 1), с отпарным газом, сжимаемым на этапе 2),

4) охлаждают отпарной газ, соединенный на этапе 3), путем теплообмена в теплообменнике с использованием отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения в качестве хладагента, и

5) выполняют декомпрессию текучей среды, охлажденной на этапе 4).